Sporo w ostatnim czasie zrobiło się medialnego szumu wokół najbliższego maximum słonecznego i jego wpływu na nasz świat. Celowo nie piszę na naszą planetę tylko na nasz świat, bowiem dzisiejszej dobie komputeryzacji życia codziennego w każdej dziedzinie to, co na samą planetę może mieć minimalny wpływ, na nasz świat może wpływać zasadniczo.
Pytanie zatem brzmi: Cóż to takiego, owe maximum słoneczne i co z sobą niesie?
Może zacznijmy po kolei od początku.

Słońce jest przeciętnej wielkości gwiazdą Drogi Mlecznej, w odległości ok. 25 tys. lat świetlnych od jej środka.
Zwykliśmy mawiać, że Słońce jest kulą ognia, jednak jest ono ogromną kulą gazową, o średnicy ok. 1392000km. Porównanie do średnicy Ziemi (12756 km.), czy największego w naszym układzie Jowisza (146984 km.) daje obraz rozmiaru gwiazdy (cały układ planetarny stanowi jedynie 0,2% masy Słońca). Jednak powiedzieć, że jest to tylko kula gazu, jest określeniem niezwykle nieprecyzyjnym i dającym błędne wyobrażenie . Słońce bowiem nie jest jednolite - używając słownictwa Shrecka: Słońce jest jak cebula, ma swoje warstwy.
W centrum gwiazdy jej gęstość sięga 150000 kg/m³ (kilkanaście razy więcej od ołowiu), a temperatura 15 mln. stopni. To właśnie tam zachodzi proces syntezy termojądrowej - źródła enrgii gwiazdy.
Pierwszą warstwą powyżej jądra (ok 1/3 promienia) jest niczym porcja gotującej się wody w garnku - działa jak winda transportująca porcje energii powstałe w jądrze w kierunku na zewnątrz. Powierzchnia tej warstwy zachowuje się jak powierzchnia wrzątku - strumienie gorącej materii unoszą się ku górze, ochładzają i ponownie toną.
Następą warstwę stanowi atmosfera, której dolne rejony nazywane fotosferą dochodzą do 5500^oC. Powyżej znajduje się chromosfera, nad którą unosi się sperrzadka, rozgrzana do ponad miliona stopni korona.
Docierające do nas promieniowanie pochodzi właśnie z fotosfery, a jedynie znimomy ułamek z wyższych warstw.

Słońce jest gwiazdą stosunkowo stabilną, co nie oznacza, iż nie podlega przemianom. Przez cały czas bowiem zwiększa swoją zarówno jasność jak i wielkość. Wszystkie badania wskazują na to, iż za około miliard lat osiągnie jasność i wielkość sprawiającą, iż temperatura na Ziemi przekroczy 100^oC. Ale to dopiero odległa (a w ludzkiej skali - pomijając chyba tylko naukowców - nieabsorbująca nas) przyszłość.

Ale Słońce ulega przemianom również w naszej codziennej, zauważalnej skali czasu. Właśnie te przemiany wyznaczają minmum i maximum, które są wyznacznikiem aktywności słonecznej.
Słońce, podobnie jak Ziemia, ma swoje pole magnetyczne i jest dipolowe. Podczas minimum, czyli okresu wyciszenia, beguny magnetyczne ustawione są wzdłuż osi rotacji Słońca. I tak jak w przypadku Ziemi, co jakiś czas następuje zmiana biegunowości. Różnica polega jednak na tempie tych zmian - na Słońcu dochodzi do nich nieporównywalnie szybciej, z powodu nietypowej rotacji gwiazdy. Rejony równikowe wykonują jeden pełny obrót w ciągu 25 dni, natomiast okolice podbiegunowe potrzebują w tym celu aż 36 dni.
Pole magnetyczne Słońca jest niejako "wpisane" w poruszający się gaz, co biorąc pod uwagę sposób rotacji - wymusza jego odkształcenie. Linie pola zaczynają nawijać się na gwiazdę, ich napięcie rośnie a z czasem dochodzi do granicy, po przekroczeniu której powstałe pętle pola wynurzają się ponad powierzchnię Słońca.
W miejscu tym pole w sposób wymuszony zwalnia, co powoduje mniejszy transport energii ku górze, co z kolei przyczynia się do ochłodzenia danego obszaru (do ok. 3000 - 4200 ^oC) w stosunku do reszty powierzchni (gorętszej o ponad 1000^oC). A wiadomo - mniej rozrzarzone cząstki są ciemniejsze. Stąd też złudzenie plam na Słońcu - są to obrazy "wytrąconego, zapętlonego" pola.
Tak jak wielkość plam bywa różna (od kilku kilometrów do kilkudziesięciu tysięcy km.), tak i ich żywotność się różni (od dnia do kilku tygodni). Z czasem w wyniku nieustającej rotacji, liczba plam i ich grup na Słońcu rośnie, a natężenie dipolowej pola maleje.

Po pewnym czasie dochodzi do zamiany biegunów i Słońce wraca w fazę minimum. Cykl taki trwa średnio 11 lat (od 8 - 14), a pełna zamiana biegunów do stanu wyjściowego ok. 22 lata.
Wpisany w ten cykl okres "rozprężenia" pola zwany jest minimum, a największe jego zapętlenie i tworzenie się grup plam na Słońcu - maximum.

Ale czy i jeśli tak, to w jaki sposób maximum słoneczne oddziaływują na nasz świat?
Otóż, jak już wspomniano w czasie rotacji Słońca sznury pola magnetycznego napinają się i splatają ze sobą. Jednak jeśli trafią na siebie sznury o przeciwnych kierunkach pola magnetycznego, pole to anihiluje, a jego potężna energia jest wyzwalana w rozbłysku słonecznym, który może trwać od kilkunastu minut do nawet ponad godzinę, wysyłając w przestrzeń strumień naładowanych cząstek z prędkością 1/2 prędkości światła. Ale też nie bez powodu zjawisko zostało nazwane rozbłyskiem,towarzyszy mu bowiem niezwykle jasny błysk fal elektronagnetycznych, począwszy od rentgenowskiuch aż po radiowe.

Innym zjawiskiem, o wiele potężnejszym i niebezpiecznuejszym dla nas są koronalne wyrzuty masy, wyrzucające w przestrzeń miliardy ton plazmy, której cząstki docierając do Ziemi i uderzając w jej pole magnetyczne wywołują burzę magnetyczną, powodując zmiany kształtu i natężenie pola, oraz silniejsze prądy płynące w zimskiej jonosferze.
Procesowi towarzyszy niezwykle barwne i spektakularne zjawisko - zorze polarne.

Największe opisane tego typu zjawisko miało miejsce w 1859 r. Podczas maximum największy rozbłysk zaobserwowano 1 września. Wywołał on na tyle potężny koronalny wyrzut masy, że dotarł do Ziemi zaledwie w ciągu 18 godzin (przeciętnie 3-4 dni). Następstwem btła potężna burza geomagnetyczna.
Jakie były efekty?
Przepękne zorze polarne widziane na Karaibach, Hawajach i w Rzymie. Na terenie Gór Skalistych zrobiło się tak jasno, że poszukiwacze złota o pierwszej w nocy poszli do pracy, myśląc, że to już świt. Ale na reerii kolorów przyjemnośc się kończą.
Szybkie i potężne zmiany ziemskiego pola magnetycznego spowodowały przepływ prądu wzdłuż długich metalowych przewodów, co wywołało wiele pożarów.
Z analizy rdzeni lodowych wynika, iż tak silny koronalny wyrzut masy skierowany w stronę Ziemi zdarza się raz na 500 lat. Ale czy te słabsze są tak całkiem bezpieczne?
Podczas maximum w marcu 1989 r. awarii uległa sieć energetyczna w Quebecu - prądy powstałe z przyczyny burzy geomagnetycznej spalły ważny transformator. Tego typu zagrożenia są w dzisiejszej dobie rozwoju techniki bardzo realne. Szczególnie narażone mogą być duże sieci energetyczne i rurociągi położone w pobliżu biegunów.
Ale zagrożenie dosięga nas nie tylko na Ziemi - również w kosmosie odczuwamy skutki burz słonecznych. Jednym z "efektów" jest pęcznienie ziemskiej atmosfery, co hamuje ruch krążących nisko sateltów wskutek czego np. spadła stacja Skylab, a w styczniu 1997 r satelita telekomunikacyjny.
Jak to się ma bezpośrednio w stosunku do przeciętnego człowieka? Otóż prądy w ziemskiej jonosferze obniżają jakość komunikacji radiowej i mogą zakłucić pracę GPS obniżając wskazania do 50 m. A to już może się okazać poważnym utrudnieniem.
Jednak ucierpeć mogą nie tylko spadające satelity - narażony na działanie strumieni naładowanych cząstek jest cały sprzęt elektroniczny będący na wyposarzeniu, ale również astronauci Międzynarodowych Stacji Kosmicznych (częściowo chronieni przez ziemskie pole magnetyczne) i załogi planowanych wypraw np. na Księżyc czy Marsa (ci już zostają pozbawieni ziemskiej ochrony).
Tyle w skrócie o bezpośrednim wpływie maximum słonecznego na nasz świat. A co z tym pośrednim?

Nie od dzisiaj wadomo, że Słońce ma zasadniczy wpływ na nasz klimat. Burze słoneczne i związane z nimi koronalne wyrzuty masy nie są zwolnione z tej zależności.
W czasie maximum jasność naszej gwiazdy wzrasta o ok. 0,1%. Nie pozostaje to bez oddźwięku na całym Układzie Słonecznym. W czasie maximum pole magnetyczne Słońca izoluje Układ Słoneczny od cząstek promieniowania kosmicznego dochodzącego z dalekiego kosmosu (protony i jądra lekkich pierwastków - produkty wybuchu supernowych). Wpadające w ziemską atmosferę cząstki jonizują atomy powietrza, tworząc jądra kondensacji pierwszych kropelek chmur. Z tworzących się chmur nie pada deszcz - długo pozostają w atmosferze odbijając silnie światło słoneczne. Paradoksalnie w czasie maximum mniej promienowania słonecznego dociera do Ziemi, czego efektem jest ochłodzenie powierzchni.
Zmniejszenie promieniowania kosmicznego to również mniejsza ilość produkowanego w górnych warstwach atmosfery radioaktywnego izotopu ¹⁴C (pochłanianego przez rośliny).
Zmiana aktywności Słońca oznacza również zmianę pozomu emitowanego promieniowania ultrafoletowego (niezbędnego w produkcji ozonu). W efekcie ozonu jest więcej, górne warstwy atmosfery są cieplejsze i zmiena się kierunek wiatrów. Równocześnie równikowe obszary oceanów ulegają silnemu podgrzaniu. W efekcie w czasie maximum w rejonach tropikalnych odnotowuje się zwiększoną ilość opadów.

Reakcje zachodzące na Słońcu do tego stopna wpływają na nasz klimat, iż np. brak plam słonecznych ( a takie okresy też się zdarzały) prowadził do znacznego ochłodzenia klimatu. Np. w latach 1640-1700 odnotowano kompletny brak plam słonecznych, brak korony widocznej podczas zaćmień (jedynie wąski czerwony pierścień - chromosferę) pokrywał się z tzw. małym okresem lodowcowym, który zakończył się wraz z pojaweniem się plam. Natomiast wzmożona aktywność słoneczna zawsze wiązała się z wyjątkowym ociepleniem klimatu.

Chyba nie mamy już najmniejszych wątpliwości, że "pogoda" na Słońcu ma zasadniczy wpływ na nasz świat? Ale czy faktycznie powinniśmy się jej teraz tak obawiać? I czy "medialna sprawa" wokół tematu ma uzasadnienie? Może warto samemu odpowiedzieć sobie na te pytania?
Faktem jest, iż zgodnie z najnowszymi ustaleniami najbliższ maximum słoneczne jest przewidywane na maj-lipiec 2013 r. Faktem jest również, iż obserwując dzisiaj Słońce naukowcy ze spokojem przyznają, iż ostatnim razem taki spokój na nim zaobserwowali w 1913 r. Wygląda na to, iż nadchodzące maximum będzie najsłabsze od ok. 100 lat.
W sierpniu 2010 r. zanotowano cztery spore koronalne wyrzuty masy, natomiast w lutym 2011 r. po raz pierwszy od 2006 r. pojawił się pierwszy jasny rozbłysk. Czy Słońce zdoła nadgonić swoje "opóźnienie klimatyczne"?